ВВЕДЕНИЕ 5
1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 8
1.1. Концепция Q-детерминанта 8
1.1.1. Представление алгоритма в форме Q-детерминанта 8
1.1.2. Характеристики ресурса параллелизма численных
алгоритмов 12
2. РЕАЛИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ 14
2.1. Проектирование базы данных 14
2.1.1. Схема базы данных 14
2.1.2. Спецификация сущностей и атрибутов 15
2.2. Проектирование клиент-серверного приложения 16
2.2.1. Функциональные требования к проектируемой системе 18
2.2.2. Диаграмма вариантов использования 18
2.2.3. Спецификация основных вариантов использования 20
2.2.4. Средства разработки 24
2.2.5. Интерфейс 26
2.2.6. Алгоритм вычисления высоты и ширины 28
2.2.7. Алгоритм сравнения высоты и ширины алгоритмов 30
3. ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 32
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 36
ЛИТЕРАТУРА 37
ПРИЛОЖЕНИЯ 39
Приложение А - Листинг класса Expression 39
Приложение Б - Листинг класса Number 41
Приложение В - Листинг класса Variable 42
Приложение Г - Листинг класса UnaryExpression 43
Приложение Д - Листинг класса BinaryExpression 44
Приложение Е - Листинг класса ConditionalPair 46
Использование современных высокопроизводительных вычислительных систем параллельного действия для обработки большого количества поступающей информации определило направление по распараллеливанию алгоритмов как основное на современном этапе развития науки и техники. Важной задачей является автоматическое распараллеливание численных алгоритмов.
К числу приоритетных задач развития вычислительной техники относится повышение производительности параллельных вычислительных систем (ВС), развитие и использование которых вызывает необходимость исследования ресурса параллелизма алгоритмов с целью их эффективной реализации.
Один из путей решения данной задачи - эффективная реализация алгоритмов за счет максимального использования их ресурса параллелизма основан на представлении алгоритма в форме Q-детерминанта. Данное представление алгоритма впервые было определено и формализовано в р а- боте Алеевой В.Н. [1], а затем применено на практике [2,3,4].
Цель и задачи исследования
Целью данной работы является разработка программной системы для анализа ресурса параллелизма численных алгоритмов на основе их представления в форме Q-детерминантов.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи.
1) Разработать базу данных программной системы для исследования ресурса параллелизма численных алгоритмов на основе Microsoft SQL Server.
2) Разработать клиент-серверное приложение для работы с базой данных.
3) Выполнить программную реализацию вычисления высоты и ширины численных алгоритмов.
4) Выполнить программную реализацию сравнения ресурса параллелизма численных алгоритмов, решающих одну и ту же алгоритмическую проблему.
5) Протестировать программную систему на работоспособность.
Обзор научных работ по тематике исследования
Распараллеливанию алгоритмов и программ посвящено много работ. Безусловно, очень важным и развитым направлением исследований является изучение параллельной структуры программ. В частности, это дало возможность использовать для параллельных ВС накопленный фонд последовательных программ. Одними из значимых работ этого направления являются [5, 6].
С помощью программной реализации алгоритмов проводятся исследования их ресурса параллелизма, например, этому подходу посвящена работа [7]. Исследуется также возможность повышения быстродействия параллельных программ за счет применения различных методов, использующих специфику алгоритмов и архитектуры ВС.
Структура и объем работы
Работа состоит из введения, 3 основных разделов, заключения, списка литературы, приложения. Объем работы составляет 47 страниц. Объем библиографии - 14 наименований.
Содержание работы
Первый раздел содержит описание концепции Q-детерминанта.
Второй раздел содержит:
1) описание базы данных;
2) функциональные требования к проектируемой системе;
3) варианты использования системы ;
4) клиент-серверное приложение для управления базой данных;
5) алгоритм вычисления высоты и ширины алгоритмов;
6) алгоритм сравнения высоты и ширины алгоритмов.
В третьем разделе приведены вычислительные эксперименты, подтверждающие работоспособность программной системы.
При выполнении работы были решены следующие задачи:
1) разработана база данных в среде Microsoft SQL Server;
2) спроектировано и реализовано клиент-серверное приложение для управления базой данных алгоритмов, представленных в форме Q- детерминанта;
3) выполнена программная реализация вычисления высоты и ширины численных алгоритмов;
4) выполнена программная реализация сравнения ресурса параллелизма численных алгоритмов, решающих одну и ту же алгоритмическую проблему;
5) проведено тестирование программной системы.
